JP2000065183A - ゼロ発進無段変速器の制御装置 - Google Patents

ゼロ発進無段変速器の制御装置

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JP2000065183A
JP2000065183A JP10265635A JP26563598A JP2000065183A JP 2000065183 A JP2000065183 A JP 2000065183A JP 10265635 A JP10265635 A JP 10265635A JP 26563598 A JP26563598 A JP 26563598A JP 2000065183 A JP2000065183 A JP 2000065183A
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zero
transmission
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Yutaka Abe
豐 阿部
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 クラッチ類を使用せず機関と直結させた、正
または正逆回転のゼロ発進無段変速器を製造する。 【解決手段】 固定比歯車と定範囲の無段変速器を組み
合わせ、出力軸2と駆動軸との連結部に回転方向の遊び
による差動を、制御量として取り出しゼロ発進時に無段
変速器の制御と僅かに逆に作用させて、完全停止と滑ら
かなゼロ発進無段変速を可能とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、主として自動車等
の機関と駆動軸の間に設置される動力の伝動と変速装置
に関するものである。 一般的に伝動と変速のスムーズ
な伝動の為には各種のクラッチ、トルクコンバーターを
介在させる必要がある。 本発明はそれらを省略して機
関とゼロ発進無段変速器を直結する伝動装置に関するも
のである。 【0002】 【従来の技術】通常自動変速器といえども段階的な歯車
変速では、発進・ギア比変換に際して急激なショックを
緩和する為、固体・液体或は電動または電磁クラッチを
利用する。 トルクコンバーターも同様であるが、何れ
も滑り作用の利用等に起因した伝動効率の低下は避けら
れない。10〜30%程度の出力ロスは避け難いもので
ある。 一定範囲の無段変速器の場合、変速ショックは
無く比較的小型の自動車などに使用されているが、やは
り発進時に大容量の滑り作用を持つクラッチなどを必要
とするため、比較的小出力のものに限られ広く実用化さ
れていないのが現実である。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】自動車等の車両は機関
を始動し停車状態から発進させ、加速・減速、流し運
転、車軸からの逆駆動などが、緩やかに時に急激に入り
混ぜて行われやがて停車し、機関を停止させ駐車状態と
操作するのが一般的である。 その操作を容易にさせる
目的で作られたのが自動変速器であり、一定範囲の無段
変速器さらには発電電動変速制御である。 しかし先に
も述べたように何れも滑りロス等が多く伝動効率を大き
く低下させ、また運転中の変速などの操作もかなり複雑
である。本発明ではゼロ発進無段変速器の完全なゼロ保
持と、スムーズかつ滑りのない発進と変速、多様な変速
比のエンジン・ブレーキ、さらに駐車ギア操作が不要に
なるなど効率向上と運転操作をより簡易化しようとする
ものである。 【0004】 【課題を解決するための手段】本発明の構成を説明する
と、 (イ) 同一入力の固定比歯車変速器と公知の無段変速
器、例えば一対の可変間隔コーンとVベルトによる無段
変速器を差動歯車装置で連結する。 (ロ) 出力軸(2)と駆動軸(3)の間に、大きな遊
びを持つ連結部を設けその一端で駆動状態に、他端で逆
転または駆動軸(3)からの受動状態になるようにす
る。 両軸間の遊びによる回転差動を適当な方法、例え
ば両軸の外周の一方を平行スプライン25、他方を斜向
スプライン26とし、これに嵌合した外環23の動きか
ら外部に変位制御量として取り出す。 (ハ) (ロ)の遊びの中間をゼロ点とし出力軸(3)
が前進側に回転すると僅かに逆即ち後進方向に、後進側
に回転すると前進方向に作用するように無段変速器を制
御するように作用させる。以上のように構成する。 【0005】 【発明の実施の形態】次に本発明の一実施形態について
別紙図面により詳説する。 先ず本発明に必要なゼロ発
進無段変速器について、図1の実施例によってその構造
を説明する。入力軸1より入った回転は固定比変速系と
無段変速系に分力されてから変速され、差動歯車装置に
よって合力しゼロ発進無段変速器となる。固定比変速の
方は入力軸1の回転は、入力歯車4によって差動歯車装
置の外環歯車8の外周面の歯車に伝動され、減速して外
環歯車8を回転させる。 外環歯車8はニードルベアリ
ング17によって保持されている。 無段変速の方は入
力軸1の右端に取り付けられた入力可変コーン5と、中
間軸7に設けられた出力可変コーン6、および両コーン
を接続するVベルト12とによって無段変速され、差動
歯車装置の中心部の太陽歯車9を外環歯車8と反対方向
に回転させる。 入力側のスライドする右側のコーンの
移動は、ボールベアリング13を介して油圧駆動のピス
トン14によって制御される。 出力側のスライドする
左側のコーンは、常時加圧バネ16によってVベルト1
2の必要とする側面接触圧を保持する。 外環歯車8と
中心の太陽歯車9との間に複数の衛星歯車10が設けら
れ、内外でそれぞれに接する歯車と噛み合って差動歯車
装置を形成する。衛星歯車10は出力軸2に固定された
支持軸11によって保持されている。外環歯車8と太陽
歯車9とは互いに逆回転するので、図例のように衛星歯
車10の噛み合う内外の歯車比が3対1、そして入力歯
車4と外環歯車8の回転比が4対1の場合、太陽歯車9
の回転を入力軸1の1回転に対し0.75回転とする
と、衛星歯車10は自転をするが公転はせず出力軸2は
停止状態になる。 図1はその状態を示している。 送
油管46よりシリンダー15内に加圧油を圧入する事に
よって、入力可変コーン5は間隔を縮小しVベルト12
はその半径を大きくし、反対に出力可変コーン6は加圧
バネ16を圧縮してその間隔を広げ、Vベルト12は半
径を小さくして中心方向にその接触部が移動し、変速比
が大きくなり中間軸7の回転が速くなる。 シリンダー
15内の圧力を下げると、両可変コーンは上記と逆に作
用して中間軸7の回転は遅くなる。 これは公知のVベ
ルト無段変速器として広く利用されている。 先に述べ
たように太陽歯車9が公転しない時は入力軸1の回転に
関係なく出力軸2は停止状態にあるが、それより太陽歯
車9が早く回転すると出力軸2は同方向に、遅く回転す
ると反 対方向に回転する。 その回転速度は無段変速
器の変速比が最大または最小になった時にそれぞれの回
転方向で最高速となる。 即ちゼロ発進の無段変速器と
して機能する次第である。 図1の例では前進側に利用
する為出力軸2が入力軸1と逆回転する範囲をより広く
取ってある。 勿論Vベルトの全変速範囲を全て前進の
みに利用する事も出来る。しかし問題はVベルトの移動
範囲が狭小であるため、ゼロ回転時の完全な出力軸2の
停止とスムーズな発進である。 ゼロ付近では変速比が
極めて小さくなり従って発生トルクは理論上無限大に近
くなる。 出力軸2に微小な正逆の反復回転を生じ易
く、またブレーキなど機械的に完全な停止を行う事は非
常に困難となり、装置の破損などの問題を生ずる。次に
本発明のゼロ発進無段変速器の制御について図2と図3
によって説明する。 現実には各種センサー等によって
コンピューター処理される制御方法が考えられるが、本
例では説明上全て機械的に制御した場合について説明す
る。既述したように発進および変速はVベルト12を駆
動する入力可変コーン5の間隔を変化させる事によって
行うが、これはシリンダー15内に加圧油を圧入、また
は排出させて全て制御できる。 調節棒A18は燃料供
給量と連動し右に移動するほど多くなる。 調節棒B1
9は機関回転数に比例して右に移動する。調節棒C20
は本発明のゼロ発進制御の特徴であり、出力軸2と駆動
軸3の連結部の外周面は一方が平行スプライン25、他
方が斜向スプライン26の噛み合わせにより外環23と
結合している。 外環23の外周にノーピッチの受溝2
4が設けられ、これに嵌入したカム・ローラー27が調
節棒C20に固定されている。 駆動軸3の円弧溝A2
1内に突出した出力軸2に固定された駆動ピン22が、
円弧溝A21の中央より出力軸2が正進方向に回転し始
めると両スプラインの働きによって調節棒C20は小範
囲左に移動し、反対に逆進方向に動き始めると右に移動
する。 調節棒A18と調節棒B19はバネ28を介し
て梃子A29の固定軸30の上下部に取り付けられる。
梃子A29には梃子B32の上部ピン33を中心とし
た円弧溝B34があり、これに連結棒A36左端のピン
31が嵌入している。 ピン31は図2では円弧溝B3
4の中央にあり、また梃子A29の回転軸30はその近
くに位置していて、調節棒A18と調節棒B19がどの
ように動いても梃子A34は回転せず連結棒A36も停
止した儘である。 選択レバー35を操作して連結棒A
36を動かしピン31を、円弧溝Bの上端と下端また必
要によりその中間に移動できる。 それにより調節棒A
18と調節棒B19の移動量は、バネ28を介して梃子
A29で合力され回転し連結棒A36に伝わる。 連結
棒A36と調節棒C20の移動は梃子B32によって合
力し、連結棒B37に伝達され制御バルブ38を制御す
る。 連結棒B37が右に移動すると制御バルブ38は
高圧管39と連絡し、シリンダー15に圧入され入力可
変コーン5の間隔を少なくし、連結棒B37が左に移動
すると上記と反対に作用して制御バルブ38は低圧管4
0と連絡し、シリンダー15内から排出され入力可変コ
ーン5の間隔を広げる。次に以上のように構成されたゼ
ロ発進無段変速器の作用について説明する。図2のよう
に連結棒A36の左端のピン31が梃子A29の円弧溝
B34の中央にあるとき、機関を始動させると調節棒1
8と調節棒19は燃料供給量と機関回転数に応じて右に
移動するが、既述したように梃子A29の回転に関係な
く制御バルブ38は閉鎖を保ち出力軸2は回転しない。
選択レバー35を操作してピン31を円弧溝B34の
下端まで移動して燃料供給量を増加させると、低負荷の
為相対的に機関の回転数が上りバネ28を介した調節棒
B19の移動量がより多くなり、梃子A29は左回転し
て連結棒A36を動かし梃子32を右に押して連結棒B
37により制御バルブ38を動かし、高圧管39を開き
始め徐々に変速比を上げてゼロから発進し始める。 変
速比が上がると機関の負荷が高まり回転数が低下して調
節棒B19は左に戻り、前と逆に作用して制御バルブ3
8を閉じる。 燃料供給量を下げても同様であるり、ま
た登降坂の場合等の負荷変化による回転数の変化でも同
様に対応する。 更に制御量(ブレーキ)をかけても調
節棒B19は左に動いて変速比を下げ、出力軸2の回転
が上がると調節棒Bは右に動いて変速比を上げるように
作用する。 以上のようにゼロ発進無段変速器は、クラ
ッチ等を使用しなくても発進と変速は可能であるが、前
述したようにゼロ付近での僅かな反復正逆回転と無限に
近い強大なトルクが生じ易く、振動や破損の要因とな
る。そこでゼロ発進時に小範囲逆に働く調節棒C20の
動きを、梃子B32の下端に 接続する。 機関を徐々
に加速して上記のように出力軸2が回転し始めると、調
節棒C20は小範囲左に動き連結棒A36の右えの動き
と相殺され、制御バルブ38は閉鎖するように働く。
これは出力軸2が逆方向に動き始めた場合でも同様で、
しかもゼロ点から外れる程その作用は強くなる。 連結
棒A36の移動量が調節棒C20より大きくなつてか
ら、出力軸2の駆動ピン22が駆動軸3の円弧溝A21
の端に接触し、駆動軸3を回転し始める。 停車時やピ
ン31が図2の始動状態にあって出力軸2の微動を生じ
た場合も全く同様に機能する。選択レバー35を操作し
てピン31を円弧溝B34の上端に移動させると、制御
バルブは逆に作用して出力軸2を逆回転のゼロ発進をさ
せることが出来る。 制御バルブ38とシリンダー15
は送油管46で連絡されているが、機関が駆動軸3から
の受動状態にあるときは調節棒C20で感知でき、電磁
アクチュエーター45などを利用して、必要に応じ自動
または手動で遮断器42内のプランジャー43を右に移
動させて、通路41を遮断し変速比を維持できる。 そ
の電源を切ればバネ44により元に復帰できる。 これ
はエンジン・ブレーキ時などにに有効な手段となるもの
である。 尚より高度の制御を求める場合には各種セン
サー、コンピューター等を利用して燃料供給量、機関回
転数の他にも駆動軸3の回転数(速度)、制動力(ブレ
ーキ)、吸気および機関温度等を制御に関与させて、よ
り高効率なゼロ発進無段変速器を製作する事が出来る。
この変速器は常時機関と直結されているので、故障時や
牽引に対応する為必要により直結を解除する構造とす
る。 【発明の効果】(イ) 機関と変速器が直結されクラッ
チ等による滑りロスを無くし、伝動効率を高め燃料消費
率の低下が可能となる。 (ロ) 高価なクラッチなどが不要となり製造コストの
低減に有効で、重量の軽減にも寄与出来る。 (ハ) 前後進のゼロ発進が比較的簡単に製造出来る。 (ニ) 停車または駐車時ブレーキをかける必要が無く
なり、運転操作が簡易になる。
【図面の簡単な説明】 【図1】は本発明の一実施例であるゼロ発進無段変速器
の縦断面図。 【図2】はその制御手段を示した図。 【図3】は図2のA−Bに沿う断面図。 【符号の説明】 1 入力軸 2 出力軸 3 駆動軸 4 入力歯車 5 入力可変コーン 6 出力可変
コーン 7 中間軸 8 外環歯車 9 太陽歯車 10 衛星歯車 11 支持軸 12 Vベル
ト 13 ボールベアリング 14 ピスト
ン 15 シリンダー 16 加圧バ
ネ 17 ニードルベアリング 18 調節棒
A 19 調節棒B 20 調節棒
C 21 円弧溝A 22 駆動ピ
ン 23 外環 24 受溝 25 平行スプライン 26 斜向ス
プライン 27 カムローラー 28 バネ 29 梃子A 30 回転軸 31 ピン 32 梃子B 33 上部ピン 34 円弧溝
B 35 選択レバー 36 連結棒
A 37 連結棒B 38 制御バ
ルブ 39 高圧管 40 低圧管 41 通路 42 固定装
置 43 プランジャー 44 バネ 45 電磁アクチユエーター 46 送油管

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1,固定比歯車変速器と、一対の可変間隔コーンとVベ
    ルトによるものなど公知の無段変速器とを差動歯車装置
    で連結した、一方または正逆方向のゼロ発進無段変速器
    とする。 2,ゼロ発進無段変速器の出力軸(2)と駆動軸(3)
    の間に、大きな例えば数十から百数十度の遊びを持った
    連結部を設ける。 3,上記2項の遊びの中心を基準として、両軸間の回転
    差を適当な差動装置や電気的センサーなどにより、外部
    に一定範囲の変位制御量として取出す。 4,上記3項により取り出した変位制御量は、上記の無
    段変速器の通常の制御とゼロ発進時の小範囲において反
    対に作用させる。以上のように構成されたゼロ発進無段
    変速器の制御装置。
JP10265635A 1998-08-14 1998-08-14 ゼロ発進無段変速器の制御装置 Pending JP2000065183A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010047516A (ko) * 1999-11-22 2001-06-15 서선기 무단변속기
KR100789207B1 (ko) * 2003-05-28 2008-01-02 베스트 아메니티 가부시키가이샤 알라닌을 함유한 식품소재 및 식품, 알라닌을 함유한 발아 곡류의 제조방법
CN102748199A (zh) * 2012-06-20 2012-10-24 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 一种海波能量收集装置

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KR20010047516A (ko) * 1999-11-22 2001-06-15 서선기 무단변속기
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